在当今世界,伴随着互联网通信技术的飞速发展,每天都有大量的信息在网络上传输,因此人们越来越重视多媒体信息的安全问题。为了保护图像信息的安全性,产生了一门可以隐蔽信宿和多媒体认证的交叉学科——信息隐藏学。数字水印技术是信息隐藏学的分支之一,较好地解决了多媒体信息在传输过程中的安全问题。伴随着量子计算和量子计算机的快速发展,量子水印技术逐步成为学者们的研究热点。量子水印技术遵守量子力学的基本原理,利用量子态的干涉特性,如纠缠和相干叠加属性,具有容量大及安全性高的优点。由此可见,量子水印技术将作为未来信息安全研究的重要方向。近年来,压缩感知理论作为信号处理领域一个新兴的研究方向,将数据压缩和数据采集同步进行,打破了传统的香农采样理论的局限,解决了采样复杂的难题。所以本文利用多媒体图像具有的稀疏先验性,我们将压缩感知理论应用到图像的数字水印算法中,不仅优化了数字水印算法的鲁棒性和隐蔽性,同时解决了图像在传输时的安全问题和负荷问题。本文主要的研究工作及研究成果如下:(1)我们分析了Song等人提出的基于Hadamard变换的量子水印算法。发现该方法忽略了量子水印算法应该遵守量子力学的基本要求,从而导致了在水印的嵌入和提取的过程中出现了大量的问题。我们在经过认真的分析和实现其经典的仿真程序之后,给出了我们的改进方法。(2)提出了一种基于压缩感知的灰度图像水印算法。与现有的水印算法相比,该算法将压缩感知用于水印的预处理过程中,并以之作为对水印图像的一次加密,其中把稀疏变换基和测量矩阵的乘积作为加密秘钥。水印的嵌入过程相当于对水印图像的第二次加密,其中把载体图像经过奇异值分解的操作产生的正交矩阵作为秘钥。通过实验仿真、攻击检测和性能分析,说明我们提出的水印算法有很好的鲁棒性、隐蔽性和较低的时间复杂度。(3)提出了一种基于压缩感知的彩色图像水印算法。在利用压缩感知进行水印信息的处理过程中,加入了对R、G、B三个基色分量进行分离和重组的操作,增强三个基色分量间的联系,使得该水印算法的安全性更好。通过实验仿真、攻击检测和性能分析,说明我们提出的彩色图像水印算法有很好的鲁棒性、隐蔽性和较低的时间复杂度。